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Facultad de Tecnología Informática Ingeniería en Sistemas de Información Trabajo Práctico 2 Circuitos Eléctricos – Leyes de Kirchhoff Equipo docente: Carlos Vallhonrat carlos.vallhonrat@uai.edu.ar Enrique Cingolani enrique.cingolani@uai.edu.ar Integrantes: Grupo2A Nombre Correo electrónico Toimil, Gonzalo gtoimil@gmail.com Malagrino, Mariano marianomalagrino@gmail.com Fama, Alejandro fama.alejandro@gmail.com Salinardi, Martin m.salinardi@hotmail.com Castro Evans, Mercedes mercedes.castroevans@gmail.com Lisi, Sebastian sebaslisi@gmail.com TRABAJO PRÁCTICO NÚMERO 3: Circuitos Eléctricos - Leyes de Kirchhoff Comprobación experimental de las Leyes de Kirchhoff Objetivos Realizar la comprobación experimental de las leyes de Kirchhoff para nodos (ley de las corrientes) y para mallas (ley de las tensiones). Introducción teórica La ley de Kirchhoff para las corrientes establece que la suma algebraica de todas las corrientes que confluyen en un nodo es cero. En otras palabras, la corriente total que entra a un nodo debe ser igual a la corriente total que sale del mismo. Si se asigna un mismo signo a las corrientes entrantes y el signo opuesto a las salientes se tiene que en todo nodo Ij = 0 La ley de Kirchhoff para las tensiones establece que al recorrerse cualquier malla o circuito cerrado, la suma algebraica de las fuerzas electromotrices (f.e.m.) es igual a la suma algebraica de las caidas de tensión en sus resistencias. Las f.e.m. (Ej) se toman con signo positivo si tienden a generar corriente en el sentido del recorrido. Las caidas de tensión se toman con signo negativo si el sentido de la corriente (Ij) es contrario al elegido para recorrer la rama. La ecuación resultante es Ej = Rj x Ij Elementos necesarios Multímetro Protoboard Fuente de corriente continua 5 resistores de diferentes valores, aunque del mismo orden. Por ejemplo: 3 resistores de 1 K y 2 resistores de 2 K. Desarrollo de la experiencia 1. Armar el circuito de la figura. 2. Ajustar la tensión de la fuente a 10 Volts y medir las diferencias de potencial entre los extremos de todas las resistencias. 3. Para la misma tensión de la fuente de 10 Volts, medir los valores de las corrientes que circulan por la fuente y por las resistencias. Sugerencia: medir las 3 corrientes en cada uno de los nodos 1 a 4. 1. Con los valores medidos, realizar la comprobación de las dos leyes de Kirchhoff para este circuito. Cuestionario Interpretar los resultados obtenidos. Ley de Nodos (Por Kirchoff) Nodo 1: I0 – I1 – I3 = 0 | Nodo 2: I2+ I5 – I0 = 0 Nodo 3: I3 + I4 – I5 = 0 Nodo 4: I1- I2- I4 = 0 A continuación las respuestas al TP N° 3: Circuitos Eléctricos – Leyes de Kirchhoff. Valores de las resistencias utilizados: (Todos los valores serán expresados en K R1: 1,10 R2: 2,20 R3: 1,10 R4: 2,20 R5: 1,10 Se midió las diferencias de potencial entre los extremos de todas las resistencias, ajustando la fuente a 10v (Todos los valores se expresan en V) R1: 3,51 R2: 6,53 R3: 4,74 R4: 1,23 R5: 5,30 Para la misma tensión de la fuente de 10 Volts, medir los valores de las corrientes que circulan por la fuente y por las resistencias. Sugerencia: medir las 3 corrientes en cada uno de los nodos 1 a 4. (Todos los valores se expresan en mA) R1: 1,51 R2: 0,94 R3: 1,51 R4: 0,57 R5: 3,02 Ley de Nodos NODO 1 I=I1+I3 3,02 mA = 1,51 mA + 1,51 mA 3,02 mA = 3,02 mA NODO 2 I=I2+I5 3,02 mA = 0,94 mA + 2,09 mA 3,02 mA 3,03 mA NODO 3 I5=I3+I4 2,09 mA = 1,51 mA + 0,57 mA 2,09 mA 2,08 NODO 4 I1=I2+I4 1,51 mA = 0,94 mA + 0,57 mA 1,51 mA = 1,51 mA Ley de Mallas MALLA 1 (V – R1 – R2) V=V1+V2 10 V = 2,53 V + 7,55 V 10 V = 10,08 V MALLA 2 (V – R3 – R5) V=V3+V5 10 V = 4,91 V + 5,10 V 10 V = 10,01 V MALLA 3 (V – R1 – R4 – R5) V=V1+V4+V5 10 V = 2,53 V + 2,42 V + 5,10 V 10 V = 10,05 V MALLA 4 (V – R3 – R4 –R2) V=V3–V4+V2 10 V = 4,91 V – 2,42 V + 7,55 V 10 V = 10,04 V Conclusiones Según los resultados obtenidos podemos decir que: La ley de nodos se cumple, ya que en cualquiera de los nodos del circuito la corriente total que entra al nodo es semejante a la corriente total que sale del mismo. Nota que la suma da 0. La ley de mallas se comprueba ya que la tensión total (10V) es idéntica a la suma algebraica de las tensiones de las resistencias. Las diferencias se producen en torno a que los instrumentos no son precisos.